Vì sao máy tính lượng tử dễ “hỗn loạn”
Máy tính thông thường dùng các bit chỉ có hai trạng thái bật hoặc tắt, trong khi máy tính lượng tử dùng qubit có thể tồn tại ở nhiều khả năng cùng lúc cho đến khi được đo. Chính đặc tính này tạo nên sức mạnh, nhưng cũng khiến thông tin cực kỳ nhạy cảm: nhiệt độ, khiếm khuyết nhỏ của phần cứng hay tín hiệu nhiễu có thể làm thay đổi trạng thái qubit, sinh ra lỗi tích tụ khiến kết quả không còn đáng tin.
Thí nghiệm “trật tự từ hỗn loạn”
Các nhà nghiên cứu cho bộ xử lý của IBM luân phiên thực hiện hai nhiệm vụ đối nghịch: một nhiệm vụ xáo trộn thông tin, lan tỏa sự hỗn loạn; nhiệm vụ còn lại kiểm tra các qubit bị xáo trộn và đặt lại những qubit cần thiết. Kết quả chính gồm:
Gần 5.000 phép toán cùng 5.000 lần kiểm tra và đặt lại – màn trình diễn thành công lớn nhất của phương pháp này.
Khi việc xáo trộn chiếm hơn một nửa thời gian, hệ thống vẫn hỗn loạn.
Khi tăng tần suất kiểm tra, hệ thống nhanh chóng trở nên có trật tự như yêu cầu để vận hành.
“Để xây dựng một máy tính lượng tử chịu lỗi, chúng ta phải thực hiện các bước kiểm tra và sửa lỗi này không chỉ một hai lần mà rất nhiều lần trong một phép tính. Thí nghiệm này là một cột mốc trên con đường đó.” — Jebediah Pixley
Phần cứng hiện nay đã đủ sức phối hợp
Bà Maika Takita, nhà khoa học nghiên cứu chính về sửa lỗi lượng tử tại IBM, cho biết thách thức không chỉ là đo một qubit, mà là đo lặp đi lặp lại trong khi phần còn lại của bộ xử lý vẫn tiếp tục hoạt động. Theo bà, thí nghiệm chứng minh phần cứng hiện nay có thể phối hợp các phép toán, phép đo và thao tác đặt lại hàng nghìn lần trên một hệ thống lớn.
“Những thay đổi nhỏ có thể dẫn tới hệ quả lớn và gần như không thể dự đoán, nhưng hành vi mất kiểm soát ấy có thể được chế ngự bằng cách can thiệp ngẫu nhiên.” — Justin Wilson
